Müasir Bakının, 1 yanvar 2018-ci il tarixinə əsasən 2.262.600 nəfər əhalisi var. Ümumi sayı 964.500 nəfər əhalisi olan 59 qəsəbəsi var. Bakı Şəhər İcra Hakimiyyətinin inzibati şöbəsinin tabeliyində yerləşən ərazidə şəhər 12 ərazisinə bölünür. Yalnız 5 rayon şəhər tipli yaşayış məntəqələrindən ibarətdir, 4 qəsəbə Bakı şəhəri və şəhər tipli yaşayış məntəqələrindən ibarətdir, 3 rayon yalnız Bakı şəhəri ərazisindən ibarətdir

Bu baxımdan Bakının ərazisi ənənəvi olaraq "Kiçik Bakı" və "Böyük Bakı" kimi bölünür. Qeyd etmək lazımdır ki, rəsmi olaraq Bakı şəhərinin inzibati sərhədləri "Qlobal İqtisadi Məskunlaşma" (GHS-SMOD) tərəfindən müəyyən edilmiş ərazidən "şəhər" kimi daha kiçikdir. Bu tərifə əsasən, şəhər əhalinin sıxlığı ən azı 1500 nəfər/km² -dir.

Bu tərifi nəzərə alaraq, Kiçik Bakı əhalisi 1,885,000 (GGMSF) və 1 963 825 (2015-ci il üçün GHS-ə uyğun olaraq) arasında müəyyənləşdirilmişdir bu ərazinin sahəsi 334 km² təşkil edir. Sıxlığı 5643 km²-dir.

XIX əsrdə, Bakı şəhər sərhədlərinin kənarında hərəkət edən və şimal və cənub istiqamətlərində yayılmağa başlayan sənaye artımı ilə inkişaf etməyə başladı.

1851-ci ildə şəhər əhalisi 7 431 türkdilli müsəlman var idi, 1863-cü ildə isə 14,500, 1897-ci ildə isə 111 904 nəfər var idi. Birinci Dünya müharibəsindən əvvəl Bakının əhalisi iki dəfə artdı.

1903-cü ildə Bakıda və onun ətrafında 143 786 nəfər, 1913-cü ildə isə 214 640 nəfər olmuşdur. Şəhərin etnik tərkibi digər bölgələrdən gələn köçkünlər tərəfindən böyük ölçüdə dəyişmişdir. 1843-cü ildə Bakıda yalnız 2.150 nəfər var idi, onun 434 (20%) nəfəri erməni idi, qalan hissəsi türkdilli və İranlı məsihçilərdən ibarət idi.

XX əsrin əvvəlində Bakıda 214,700 nəfər yaşayırdı. Onların arasında ruslar, ukraynalılar və belaruslar — 76,3 min (35,5%), azərbaycanlılar (o vaxt terminologiyada "Zaqafqaziya tatarları") 46 min (21, 4%), ermənilər — 42 min (19,4%), farslar — 25 min (11,7%), yəhudilər — 9,7 min (4,5%), gürcülər — 4 min 9%), Almanlar 3,3 min (1,5%), Kazan tatarları — 2,3 min (1,1%). Müsəlmanlar xan qalasını əhatə edən tarixi mərkəzdə və şəhərin qərbində, ruslar sənaye qurşağında, ermənilər isə şəhərin şimalında yaşayırdılar. Şəhərin yeni mərkəzinin tikintisində qarışıq əhali yaranır.

1913-cü ildə ruslar 76.228 nəfər, ya da 35,5%, Azərbaycan türkləri — 45.962 nəfər, yaxud 21,4%, ermənilər — 41680 nəfər, yaxud 19,4% idi. Bakının əhalisinin savadlılıq səviyyəsi (yalnız əhalinin 5 ildən çoxu nəzərə alınmışdır) 1913-cü ildə 49%, ruslar və ermənilər arasında müvafiq olaraq 62,4% və 63,4%, azərbaycanlılar arasında isə 22,2% təşkil etmişdir.

1926-cı ildə əhalinin siyahıya alınmasına əsasən, şəhərdə 453,300 nəfər insan var idi, onlardan 159 491-i rus, 118,737-i azərbaycanlı, 76,656-ı erməni, 19,589-u yəhudi, 9,239-i tatar, 7,882-i ukraynalı, 7404-ü fars, 6,357-i alman, 3,708-i ləzgi, 2,980-i tat, 2,558-i gürcü, 2,104-ü belarus, 1 985-i dağ yəhudisi, 1 931-i polyak, 803-ü osetin, 684-ü yunan, 612-i mordva , 479-u latviyalı, 421-i Orta Asiya yəhudiləri, 243 — Litvalılar, 146 — Estoniyalı və digərləri idi.

1989-cu ildə Bakıda 1 milyon 795 min sakin yaşayırdı, onlardan 295.500-ü rus idi. 1988-ci ilə qədər Bakıda ən az 200.000 erməni yaşayırdı, lakin Sumqayıt hadisələrindən sonra bu say kəskin şəkildə azaldı.

Azərbaycan Dövlət Statistika Komitəsinin məlumatına görə, 1999-cu il əhalinin siyahıyaalınmasına əsasən, Bakıda 1 634 193 nəfər (6 yaşdan yuxarı) yaşayır. Onlardan 1 430 320 nəfəri azərbaycanlı, 114 804-ü rus, 25 859 nəfər tatar, 24 391 nəfər ləzgi , 4 863-ü yəhudi, 2 202-ü gürcü, 946-sı türk, 845-i talış, 770 — tat, 706 — kürd, 492 — avar, 378 — erməni, 117 — saxur, 70 — udin, 4 071 — digər millətlərdir.

2003-cü ildə şəhər əhalisi 2,03 milyon nəfər, 2005-ci ildə isə 2,07 milyon nəfər olmuşdur.

2009-cu ilin aprel ayında aparılan əhalinin siyahıyaalınmasına əsasən, Bakı əhalisi 2 046,1 min nəfər təşkil edib.